CN203278799U - 基于vco的功率频率可调微波发射器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种基于VCO的功率频率可调微波发射器，包括电源、锯齿波发生模块、压控振荡器VCO、功率放大模块和天线；所述电源分别向锯齿波发生模块、压控振荡器VCO和功率放大模块供电，所述锯齿波发生模块、压控振荡器VCO、功率放大模块和天线顺次连接。本实用新型实现微波发射器频率、功率的可调，而且使用单块压控振荡器实现，降低了成本、缩小了体积。
Description
技术领域
本实用新型涉及微波发射领域，更具体地，涉及一种基于VCO的功率频率可调微波发射器。
背景技术
电磁波是现代生活不可缺少的部分，随着电磁波的广泛应用，人们对电磁辐射问题越来越重视，不同的功率或者不同的辐射频率对人体会产生不同的影响。然而市面上现有的微波发射仪大多数是采用磁控管等微波电真空器件，这种微波发射仪的频率是固定的， 现有的可调微波发射仪都是多芯片、频率分段，这种微波发射仪价格比较贵，体积比较大。
发明内容
本实用新型的主要目的在于克服现有采用磁控管等微波真空器件的微波发射仪的频率不可调以及现有的可调微波发射仪芯片多、成本高、体积大的不足，提出一种基于VCO的功率频率可调微波发射器。
为了实现上述目的，本实用新型的技术方案为：
一种基于VCO的功率频率可调微波发射器，包括电源、锯齿波发生模块、压控振荡器VCO、功率放大模块和天线；所述电源分别向锯齿波发生模块、压控振荡器VCO和功率放大模块供电，所述锯齿波发生模块、压控振荡器VCO、功率放大模块和天线顺次连接。
其中锯齿波发生模块产生符合振幅可调的锯齿波，并输入到压控振荡器VCO，由锯齿波控制VCO产生相应频率的微波，使其可调频率范围为950-1500MHz，再通过功率放大模块放大上一级产生的微波功率，其中功率放大模块的放大倍数是可调的，功率调节范围在5.6到97uw/cm2之间，增益达到20dBuw/cm2。最后通过天线发射，达到频率、功率可调的目的。
更进一步的，所述锯齿波发生模块包括电阻R1-R5，电容C2-C3，二极管D1-D2，三极管Q1和计时器；
电阻R1的一端接VCC，另一端分别接计时器、电阻R3的一端以及三级管Q1的集电极，电阻R3的另一端分别接电阻R2的一端、二极管D1的阴极以及计时器的引脚，电阻R2的另一端通过电容C3接地，二极管D1的阳极通过电容C3接地；二极管D1的阳极接计时器的引脚，二极管D1的阳极通过电阻R5接三极管Q1的基极，计时器通过电容C2接地，三极管Q1的发射极通过电阻R4接二极管D2的阴极，二极管D2的阳极接地。
其中所述电阻R1为滑动电阻。
锯齿波发生模块的主要作用是产生扫频信号，作为VCO的输入信号从而控制压控振荡器的输出频率。为了减少的相位噪声，要求锯齿波发生器发出的信号工作频率为10KHZ。
VCO主要负责放大信号的频率，VCO输出信号频率与锯齿波发生模块输出的电压成一定的比例。
更进一步的，所述功率放大模块包括电容C12-C17、电感L1-L2和功率放大器，
所述电容C13的一端接天线，另一端分别接功率放大器以及电感L1的一端，电感L1的另一端通过电容C15接地，电源通过电感L2向功率放大器供电，所述锯齿波发生模块的三极管Q1的发射极接功率放大器并通过电容C11接地，压控振荡器VCO通过电容C12接功率放大器；电源通过顺次串联连接电感L1、电容C16接地，电源通过顺次串联连接电感L1、电容C17接地。
所述功率放大模块属于高频功率放大器，用于发射机的末级，作用是将高频已调波信号进行功率放大，以满足发送功率的要求，然后经过天线将其辐射到空间，保证在一定区域内的接收机可以接收到满意的信号电平，并且不干扰相邻信道的通信。
所述电源包括顺次连接的18V的直流电源适配器和稳压器。
在本实用新型中，各模块对电压的需要不同，需要+15V，+12V，+2V和+2.8V。为了方便获取不同的电源电压，首先采用18V的直流电源适配器，将220V市电转换为18V的直流电压，再通过相应的稳压器得到所需的电压。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果：实现微波发射器频率、功率的可调，而且使用单块压控振荡器实现，降低了成本、缩小了体积。
附图说明
图1为本实用新型基于VCO可调电磁信号发射器结构框图。
图2为本实用新型锯齿波发生模块的电路原理图。
图3为本实用新型锯齿波发生模块仿真输出示意图。
图4为本实用新型功率放大模块的电路原理图。
图5为本实用新型+15V输出电压仿真图。
图6为本实用新型+12V输出电压仿真图。
图7为本实用新型+2V输出电压仿真图。
图8为本实用新型+2.8V输出电压仿真图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型做进一步描述，但本实用新型的实施方式并不限于此。
如图1，一种基于VCO的功率频率可调微波发射器，包括电源、锯齿波发生模块、压控振荡器VCO、功率放大模块和天线；电源分别向锯齿波发生模块、压控振荡器VCO和功率放大模块供电，锯齿波发生模块、压控振荡器VCO、功率放大模块和天线顺次连接。
其中锯齿波发生模块产生符合振幅可调的锯齿波，并输入到压控振荡器VCO，由锯齿波控制VCO产生相应频率的微波，使其可调频率范围为950-1500MHz，再通过功率放大模块放大上一级产生的微波功率，其中功率放大模块的放大倍数是可调的，功率调节范围在5.6到97uw/cm2之间，增益达到20dBuw/cm2。最后通过天线发射，达到频率、功率可调的目的。
在本实施例中，VCO采用VCO793-1550TY芯片。如图2，锯齿波发生模块包括电阻R1-R5，电容C2-C3，二极管D1-D2，三极管Q1和计时器；
电阻R1的一端接VCC，另一端分别接计时器、电阻R3的一端以及三级管Q1的集电极，电阻R3的另一端分别接电阻R2的一端、二极管D1的阴极以及计时器的引脚，电阻R2的另一端通过电容C3接地，二极管D1的阳极通过电容C3接地；二极管D1的阳极接计时器的引脚，二极管D1的阳极通过电阻R5接三极管Q1的基极，计时器通过电容C2接地，三极管Q1的发射极通过电阻R4接二极管D2的阴极，二极管D2的阳极接地。
电阻R1为滑动电阻，在本实施例中，R1的阻值为3KΩ，计时器采用计时芯片555，其中VCC通过电阻R1接计时芯片555的VCC引脚，并接计时芯片555的PST引脚，DIS引脚接二极管D1的阴极，THR、TRI引脚通过电容C3接地，CON引脚通过电容C2接地，GND接地，OUT悬空。图示中还接有用于测量计时芯片555电压的电压表，三极管Q1的发射极接示波器XSC1及频率计XFC1。
为了减少的相位噪声，要求锯齿波发生器发出的信号工作频率为10KHZ。图3为锯齿波发生模块仿真输出波形图。
VCO主要负责放大信号的频率，VCO输出信号频率与锯齿波发生模块输出的电压成一定的比例。
如图4，功率放大模块包括电容C12-C17、电感L1-L2和功率放大器，
电容C13的一端接天线，另一端分别接功率放大器以及电感L1的一端，电感L1的另一端通过电容C15接地，电源通过电感L2向功率放大器供电，锯齿波发生模块的三极管Q1的发射极接功率放大器并通过电容C11接地，压控振荡器VCO通过电容C12接功率放大器；电源通过顺次串联连接电感L1、电容C16接地，电源通过顺次串联连接电感L1、电容C17接地。功率放大模块属于高频功率放大器，用于发射机的末级，作用是将高频已调波信号进行功率放大，以满足发送功率的要求，然后经过天线将其辐射到空间，保证在一定区域内的接收机可以接收到满意的信号电平，并且不干扰相邻信道的通信。由于压控振荡器输出的信号最高功率为11dbm，不能满足要求，所以需进行射频信号的功率，本实施例的功率放大器选用RF2377功率放大芯片，RF2377是一个50分贝线性增益控制的可变增益放大器，适合用于在TDMA和CDMA，在蜂窝或PCS频带和用于W-CDMA系统的系统。
各模块对电压的需要不同，需要+15V，+12V，+2V和+2.8V。为了方便获取不同的电源电压，首先采用18V的直流电源适配器，将220V市电转换为18V的直流电压，再通过相应的稳压器得到所需的电压。
如图5，18V电压通过由输入输出电容、稳压管和LM7815芯片组成的电路转换成15V直流电压。
如图6，18V电压通过由输入输出电容、稳压管和LM7812芯片组成的电路转换成12V直流电压。
如图7、8，由输入滤波电容和可调式稳压器LM317以及输出滤波电容以及公共端的调节电阻搭成，通过调节电阻来获取需要的2.0V和2.8V电压值。
以上所述的本实用新型的实施方式，并不构成对本实用新型保护范围的限定。任何在本实用新型的精神原则之内所作出的修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的权利要求保护范围之内。
Claims (5)
1.一种基于VCO的功率频率可调微波发射器，其特征在于，包括电源、锯齿波发生模块、压控振荡器VCO、功率放大模块和天线；所述电源分别向锯齿波发生模块、压控振荡器VCO和功率放大模块供电，所述锯齿波发生模块、压控振荡器VCO、功率放大模块和天线顺次连接。
2.根据权利要求1所述的基于VCO的功率频率可调微波发射器，其特征在于，所述锯齿波发生模块包括电阻R1-R5，电容C2-C3，二极管D1-D2，三极管Q1和计时器；
电阻R1的一端接VCC，另一端分别接计时器、电阻R3的一端以及三级管Q1的集电极，电阻R3的另一端分别接电阻R2的一端、二极管D1的阴极以及计时器的引脚，电阻R2的另一端通过电容C3接地，二极管D1的阳极通过电容C3接地；二极管D1的阳极接计时器的引脚，二极管D1的阳极通过电阻R5接三极管Q1的基极，计时器通过电容C2接地，三极管Q1的发射极通过电阻R4接二极管D2的阴极，二极管D2的阳极接地。
3.根据权利要求2所述的基于VCO的功率频率可调微波发射器，其特征在于，所述电阻R1为滑动电阻。
4.根据权利要求1所述的基于VCO的功率频率可调微波发射器，其特征在于，所述功率放大模块包括电容C12-C17、电感L1-L2和功率放大器，
所述电容C13的一端接天线，另一端分别接功率放大器以及电感L1的一端，电感L1的另一端通过电容C15接地，电源通过电感L2向功率放大器供电，所述锯齿波发生模块的三极管Q1的发射极接功率放大器并通过电容C11接地，压控振荡器VCO通过电容C12接功率放大器；电源通过顺次串联连接电感L1、电容C16接地，电源通过顺次串联连接电感L1、电容C17接地。
5.根据权利要求1所述的基于VCO的功率频率可调微波发射器，其特征在于，所述电源包括顺次连接的18V的直流电源适配器和稳压器。
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| CN106908487A (zh) * | 2017-03-24 | 2017-06-30 | 江苏中康软件有限责任公司 | 一种石墨烯电极、利用其的气体分子检测系统及检测方法 |
| CN106950268A (zh) * | 2017-03-24 | 2017-07-14 | 南通大学 | 一种石墨烯电极、利用其的液态物质糖含量的检测系统及检测方法 |
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| CN106950268A (zh) * | 2017-03-24 | 2017-07-14 | 南通大学 | 一种石墨烯电极、利用其的液态物质糖含量的检测系统及检测方法 |
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